分析 (1)裝置受重力、支持力和安培力作用,向上加速運(yùn)動(dòng),采用正交分解法求合力,由牛頓第二定律求解加速度.
(2)從釋放裝置到線框的下邊運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)的上邊界MN過程中,運(yùn)用能量守恒定律求解線框中產(chǎn)生的熱量.
(3)裝置往復(fù)運(yùn)動(dòng)的最高位置:線框的上邊位于磁場(chǎng)的下邊界,此時(shí)金屬棒距磁場(chǎng)上邊界d;往復(fù)運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí),金屬棒在磁場(chǎng)內(nèi),設(shè)距離上邊界x,根據(jù)棒所受安培力做功等于裝置的重力做功建立聯(lián)系,列方程求解.
解答 解:(1)剛釋放時(shí),裝置受重力、支持力和安培力作用,由牛頓第二定律,有:
BIL-mgsinα=ma
解得加速度 a=$\frac{BIL}{m}$-gsinα
(2)裝置由靜止釋放到線框的下邊運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)的上邊界MN過程中線框中產(chǎn)生的焦耳熱為Q,由能量守恒得
BIL•d-mgsinα•4d-Q=0
解得線框中產(chǎn)生的熱量 Q=BILd-4mgdsinα
(3)裝置往復(fù)運(yùn)動(dòng)的最高位置:線框的上邊位于磁場(chǎng)的下邊界,此時(shí)金屬棒據(jù)磁場(chǎng)上邊界為d;
裝置往復(fù)運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí):金屬棒在磁場(chǎng)內(nèi),設(shè)其距離上邊界為x,則有
mgsinα•(x+d)=BIL•x
解得 x=$\frac{mgdsinα}{BIL-mgsinα}$
最高位置與最低位置之間的距離為 s=x+d=$\frac{BIL}{BIL-mgsinα}$+d
答:
(1)剛釋放時(shí)裝置加速度的大小為$\frac{BIL}{m}$-gsinα;
(2)這一過程中線框中產(chǎn)生的熱量為BILd-4mgdsinα;
(3)穩(wěn)定后裝置運(yùn)動(dòng)的最高位置與最低位置之間的距離為$\frac{BIL}{BIL-mgsinα}$+d.
點(diǎn)評(píng) 本題要注意當(dāng)線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí),安培力做功從而產(chǎn)生熱量.要理解并掌握力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、功與能的關(guān)系,運(yùn)用力學(xué)規(guī)律解決電磁感應(yīng)問題.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 地面對(duì)人的作用力大于人對(duì)地面的作用力 | |
B. | 地面對(duì)人的作用力大于地球?qū)θ说囊?/td> | |
C. | 人對(duì)地球的作用力大于地球?qū)θ说囊?/td> | |
D. | 人除受地面的彈力外,還受到一個(gè)向上的力 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 輸入電壓的頻率為50Hz,經(jīng)過變壓器后通過電阻的交流電頻率為25Hz | |
B. | s斷開時(shí)電壓表的示數(shù)為1.41V,電流表的示數(shù)為0.35A | |
C. | s斷開時(shí)電壓表的示數(shù)為1V,電流表的示數(shù)為0.25A | |
D. | 閉合開關(guān)s,電容器將被擊穿 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 電勢(shì)相同,場(chǎng)強(qiáng)不同 | B. | 電勢(shì)相同,場(chǎng)強(qiáng)相同 | ||
C. | 電勢(shì)不同,場(chǎng)強(qiáng)相同 | D. | 電勢(shì)不同,場(chǎng)強(qiáng)不同 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 它們的運(yùn)行速度大小相等,且都小于7.9km/s | |
B. | 它們的運(yùn)行周期可能不同 | |
C. | 它們離地心的距離可能不同 | |
D. | 它們的角速度與靜止在赤道上物體的角速度相同 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
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